JPH05282046A - Ａｃサーボモータ制御方法 - Google Patents
Ａｃサーボモータ制御方法Info
- Publication number
- JPH05282046A JPH05282046A JP4082462A JP8246292A JPH05282046A JP H05282046 A JPH05282046 A JP H05282046A JP 4082462 A JP4082462 A JP 4082462A JP 8246292 A JP8246292 A JP 8246292A JP H05282046 A JPH05282046 A JP H05282046A
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- Japan
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- output
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- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＡＣサーボモータの駆動制御における異常検
出機能を実現する。 【構成】 ＡＣサーボモータの制御方法において、絶対
位置データにより初期化されて、以後は位置検出信号を
入力する磁極位置検出用カウンタ５と、カウンタ５の出
力を入力とする電気角０度近傍判定回路８と、前記回路
８の出力と原点位置信号とを入力とするＡＮＤ回路９か
ら構成され、制御異常検出方法である。カウンタにより
検出される磁極位置データの原点位置と原点位置検出信
号により検出する原点位置を比較し、制御機能の異常を
検出する。 【効果】 エンコーダ信号線の断線、ノイズやＣＰＵ誤
動作、エンコーダ装置故障、シリアル入力回路の誤動作
等によるカウンタの初期化の失敗、ノイズの影響による
カウンタの誤カウントに対する異常検出が可能であり、
駆動系の正常運転に対する信頼性を確保していく上で有
効である。
出機能を実現する。 【構成】 ＡＣサーボモータの制御方法において、絶対
位置データにより初期化されて、以後は位置検出信号を
入力する磁極位置検出用カウンタ５と、カウンタ５の出
力を入力とする電気角０度近傍判定回路８と、前記回路
８の出力と原点位置信号とを入力とするＡＮＤ回路９か
ら構成され、制御異常検出方法である。カウンタにより
検出される磁極位置データの原点位置と原点位置検出信
号により検出する原点位置を比較し、制御機能の異常を
検出する。 【効果】 エンコーダ信号線の断線、ノイズやＣＰＵ誤
動作、エンコーダ装置故障、シリアル入力回路の誤動作
等によるカウンタの初期化の失敗、ノイズの影響による
カウンタの誤カウントに対する異常検出が可能であり、
駆動系の正常運転に対する信頼性を確保していく上で有
効である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単軸または複数軸の駆
動機構に対し、位置検出器を有するＡＣサーボモータを
配することを特徴とする産業用ロボット、工作機械、プ
ロッター等の駆動方法に関する。
動機構に対し、位置検出器を有するＡＣサーボモータを
配することを特徴とする産業用ロボット、工作機械、プ
ロッター等の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２にＡＣサーボモータ１とエンコーダ
１２の概念図を示す。 （１）電流制御方法 回転子に永久磁石を用いたＡＣサーボモータを制御する
方法として、駆動電流の合成ペクトルが回転子の磁束に
直交するように、相電流を制御する方法が知られてい
る。
１２の概念図を示す。 （１）電流制御方法 回転子に永久磁石を用いたＡＣサーボモータを制御する
方法として、駆動電流の合成ペクトルが回転子の磁束に
直交するように、相電流を制御する方法が知られてい
る。
【０００３】図３にＡＣサーボモータ１の一般的な制御
回路を示す。ＡＣサーボモータ制御回路は、電流センサ
８または同等の検出手段を利用して電流検出を行い、電
流フィードバック制御回路４とＰＷＭインバータ３を用
いることにより電流制御ループを構成し、磁極位置デー
タを保持するカウンタ５の出力に応じて作成する制御部
６が上記電流制御回路への入力となる電流指令を発す
る。
回路を示す。ＡＣサーボモータ制御回路は、電流センサ
８または同等の検出手段を利用して電流検出を行い、電
流フィードバック制御回路４とＰＷＭインバータ３を用
いることにより電流制御ループを構成し、磁極位置デー
タを保持するカウンタ５の出力に応じて作成する制御部
６が上記電流制御回路への入力となる電流指令を発す
る。
【０００４】制御部６で出力する上記電流指令信号は、
磁極位置に応じて位相が定まる正弦波パターンとして２
相分の信号から構成される。この際、制御回路内では、
モータ１の回転に応じて発生するパルスをカウンタ回路
５が読み、デコード信号を制御部６に出力する。この出
力信号は制御部６内の電流指令発生用メモリのアドレス
信号として用いられ、メモリは同じく制御部６内の乗算
型Ｄ／Ａコンバータに対して正弦波状の電圧を出力させ
るためのデータを出力することで実現される。
磁極位置に応じて位相が定まる正弦波パターンとして２
相分の信号から構成される。この際、制御回路内では、
モータ１の回転に応じて発生するパルスをカウンタ回路
５が読み、デコード信号を制御部６に出力する。この出
力信号は制御部６内の電流指令発生用メモリのアドレス
信号として用いられ、メモリは同じく制御部６内の乗算
型Ｄ／Ａコンバータに対して正弦波状の電圧を出力させ
るためのデータを出力することで実現される。
【０００５】（２）磁極検出方法 図４に代表的なエンコーダの信号波形の概念図を示す。 シリアル絶対値エンコーダによる方法 上記エンコーダには、電源投入時のみシリアル信号によ
る絶対値を出力し、それより後は２相のインクリメンタ
ルパルスエンコーダとして動作する型のエンコーダＡと
一定時間毎にシリアル信号を送信する型のエンコーダＢ
とがある。
る絶対値を出力し、それより後は２相のインクリメンタ
ルパルスエンコーダとして動作する型のエンコーダＡと
一定時間毎にシリアル信号を送信する型のエンコーダＢ
とがある。
【０００６】前者Ａは図４では（１）のようにＡ相に出
力される例があり、後者Ｂは同図（２）、（３）、
（４）のように別の信号線が使用される場合が多い。前
者Ａに対しては、シリアル信号受信回路により、初期絶
対値を入力した後に磁極検出用カウンタ回路を初期化
し、以後は同カウンタが、２相インクリメンタルパルス
をカウントすることにより、モータの回転角度を認識す
る方法１が採られる。
力される例があり、後者Ｂは同図（２）、（３）、
（４）のように別の信号線が使用される場合が多い。前
者Ａに対しては、シリアル信号受信回路により、初期絶
対値を入力した後に磁極検出用カウンタ回路を初期化
し、以後は同カウンタが、２相インクリメンタルパルス
をカウントすることにより、モータの回転角度を認識す
る方法１が採られる。
【０００７】前者Ａの中にはシリアル信号に回転量のみ
のデータを含み、モータ１回転以内の角度量をインクリ
メンタルデータとして送信する型のエンコーダＣも考え
られるが、その場合にも、前者Ａと同様にシリアル信号
出力後に２相インクリメンタルパルスを受信する動作に
切り替える方法２で対応できる。また、上記において、
磁極位置を認識することのみを目的としたカウンタ回路
は回転量を無視して、１回転以内での角度データのみ保
持するものである。
のデータを含み、モータ１回転以内の角度量をインクリ
メンタルデータとして送信する型のエンコーダＣも考え
られるが、その場合にも、前者Ａと同様にシリアル信号
出力後に２相インクリメンタルパルスを受信する動作に
切り替える方法２で対応できる。また、上記において、
磁極位置を認識することのみを目的としたカウンタ回路
は回転量を無視して、１回転以内での角度データのみ保
持するものである。
【０００８】後者Ｂは随時シリアル信号を送信するの
で、ＣＰＵにより、随時データをサンプルし、磁極位置
を検出する方法３と、初期値のみを検出し、以後は前者
Ａ、Ｃと同様に、２相インクリメンタルパルスを計測す
る方法４とが適用できる。 インクリメンタルエンコーダによる方法 Ｕ、Ｖ、Ｗ相からなる磁極検出信号と２相インクリメン
タルパルス信号と原点位置検出信号とを有する型のエン
コーダＤである。
で、ＣＰＵにより、随時データをサンプルし、磁極位置
を検出する方法３と、初期値のみを検出し、以後は前者
Ａ、Ｃと同様に、２相インクリメンタルパルスを計測す
る方法４とが適用できる。 インクリメンタルエンコーダによる方法 Ｕ、Ｖ、Ｗ相からなる磁極検出信号と２相インクリメン
タルパルス信号と原点位置検出信号とを有する型のエン
コーダＤである。
【０００９】これに対して、Ｕ、Ｖ、Ｗ相信号のみを利
用して電流制御パターンを矩形波状に発生する方法５
と、原点位置信号を検出するまでは方法５を用い、原点
位置信号検出後は絶対位置用カウンタをクリアし、２相
インクリメンタルパルスの計測に切り替える方法６とが
ある。方法６は前者の方法５がトルクリップルを生じ易
いためにしばしば利用される。 ホールセンサによる方法 ホールセンサにより、回転子の磁束に比例したアナログ
信号を検出し、それを磁極データとして使用する方法７
があるが、ホールセンサによる検出は一般にエンコーダ
を持たない小型モータに対して採用されている場合が多
い。
用して電流制御パターンを矩形波状に発生する方法５
と、原点位置信号を検出するまでは方法５を用い、原点
位置信号検出後は絶対位置用カウンタをクリアし、２相
インクリメンタルパルスの計測に切り替える方法６とが
ある。方法６は前者の方法５がトルクリップルを生じ易
いためにしばしば利用される。 ホールセンサによる方法 ホールセンサにより、回転子の磁束に比例したアナログ
信号を検出し、それを磁極データとして使用する方法７
があるが、ホールセンサによる検出は一般にエンコーダ
を持たない小型モータに対して採用されている場合が多
い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ロボットや工作機械等
の駆動装置と制御回路との距離は一般に長く、また電線
自身が摺動する機構を有する場合も少なくない。そのた
め電線にノイズが乗る危険や断線が生じる危険があり、
位置検出信号がエンコーダから制御回路に正しく伝達さ
れずに、制御回路が正しく初期化されない場合や動作途
中の誤動作が発生する場合が生じることがある。その結
果、正確な磁極位置の検出が阻害される事態が発生す
る。
の駆動装置と制御回路との距離は一般に長く、また電線
自身が摺動する機構を有する場合も少なくない。そのた
め電線にノイズが乗る危険や断線が生じる危険があり、
位置検出信号がエンコーダから制御回路に正しく伝達さ
れずに、制御回路が正しく初期化されない場合や動作途
中の誤動作が発生する場合が生じることがある。その結
果、正確な磁極位置の検出が阻害される事態が発生す
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、位置検出器を有するＡＣサーボモータの制御
方法において、位置検出器の原点位置信号が磁極位置を
認識するためのカウントデータの原点付近でのみ出力さ
れれば、制御機能が正常に動作していると判定し、原点
付近以外のデータ出力時に原点位置信号が出力されれば
異常と判定する機能を有することを特徴としたＡＣサー
ボモータ制御方法である。
本発明は、位置検出器を有するＡＣサーボモータの制御
方法において、位置検出器の原点位置信号が磁極位置を
認識するためのカウントデータの原点付近でのみ出力さ
れれば、制御機能が正常に動作していると判定し、原点
付近以外のデータ出力時に原点位置信号が出力されれば
異常と判定する機能を有することを特徴としたＡＣサー
ボモータ制御方法である。
【００１２】
【作用】ＡＣサーボモータにおいて、回転子の永久磁石
が固定子の各相に対して発生する磁界は３相モータの場
合、それぞれ１２０度の位相差を持ち、そのうち基準と
する１相に生じる磁界の位相電気角度０度とエンコーダ
の原点位置信号はほぼ一致するように製作される。ま
た、絶対値エンコーダの回転角度原点も原点位置信号の
位置と同じ位置で出力されるように製作されている。
が固定子の各相に対して発生する磁界は３相モータの場
合、それぞれ１２０度の位相差を持ち、そのうち基準と
する１相に生じる磁界の位相電気角度０度とエンコーダ
の原点位置信号はほぼ一致するように製作される。ま
た、絶対値エンコーダの回転角度原点も原点位置信号の
位置と同じ位置で出力されるように製作されている。
【００１３】そのために、方法１、２、３、４、６の制
御回路において、エンコーダ及びカウンタ回路を初期化
した後に、カウンタが原点付近以外の角度データを出力
しているにもかかわらず、原点位置信号が出力されてい
ることがあれば、カウンタは何らかの異常によりモータ
の回転角度を誤検出していることになる。逆に、図６で
Ｚ相として表現している原点位置信号はモータ１周に１
回だけ出力されるので、電気角３６０度に１回出力され
るわけではない。
御回路において、エンコーダ及びカウンタ回路を初期化
した後に、カウンタが原点付近以外の角度データを出力
しているにもかかわらず、原点位置信号が出力されてい
ることがあれば、カウンタは何らかの異常によりモータ
の回転角度を誤検出していることになる。逆に、図６で
Ｚ相として表現している原点位置信号はモータ１周に１
回だけ出力されるので、電気角３６０度に１回出力され
るわけではない。
【００１４】８極モータを例にとれば、電気角３６０度
は機械角の９０度に相当するため、電気角４周に一回し
か出力しない。結局、図６の例でＡ相、Ｂ相の２相で示
したインクリメンタルパルスをカウンタで計数した際の
電気角０度付近以外から原点位置信号であるＺ相が出力
されれば、検出前にインクリメンタルパルスにノイズが
乗るか、断線によりカウンタが正しい磁極位置検出をし
なくなったことがわかる。
は機械角の９０度に相当するため、電気角４周に一回し
か出力しない。結局、図６の例でＡ相、Ｂ相の２相で示
したインクリメンタルパルスをカウンタで計数した際の
電気角０度付近以外から原点位置信号であるＺ相が出力
されれば、検出前にインクリメンタルパルスにノイズが
乗るか、断線によりカウンタが正しい磁極位置検出をし
なくなったことがわかる。
【００１５】あるいは、原点位置信号であるＺ相信号線
のノイズまたは断線により誤信号が発生したことにな
る。
のノイズまたは断線により誤信号が発生したことにな
る。
【００１６】
【実施例】本発明を図に基づいて説明する。図３におい
て、カウンタ５は電気角３６０度に相当するパルス数を
適当に分周して８ビット表現とする。すると、上記カウ
ンタは８ビットの磁極位置検出器として作用する。
て、カウンタ５は電気角３６０度に相当するパルス数を
適当に分周して８ビット表現とする。すると、上記カウ
ンタは８ビットの磁極位置検出器として作用する。
【００１７】この場合、制御部６内のメモリに対するア
ドレス線が８ビットとなり、メモリはＤ／Ａ変換器に対
して、８ビット分解能の正弦波型電流指令データを出力
することになる。本実施例では上記８ビットのアドレス
信号をデコードし、電気角０度の近傍か否かを判定させ
る。
ドレス線が８ビットとなり、メモリはＤ／Ａ変換器に対
して、８ビット分解能の正弦波型電流指令データを出力
することになる。本実施例では上記８ビットのアドレス
信号をデコードし、電気角０度の近傍か否かを判定させ
る。
【００１８】例では原点近傍の場合の出力をＬとする。
一方、仮にアクティブＨである原点位置検出信号出力と
ＡＮＤをとることにより、原点近傍以外で原点検出が行
われた場合にのみ原点位置検出出力はＡＮＤ回路出力に
出力される。電気角０度の近傍か否か判定基準の例を図
５に示し、回路実施例を図１に示す。
一方、仮にアクティブＨである原点位置検出信号出力と
ＡＮＤをとることにより、原点近傍以外で原点検出が行
われた場合にのみ原点位置検出出力はＡＮＤ回路出力に
出力される。電気角０度の近傍か否か判定基準の例を図
５に示し、回路実施例を図１に示す。
【００１９】図１における電気角０度近傍判定回路の例
は８ビットのうちの上位５ビットが全て０か全て１かの
いずれかの場合にＬとするデコーダ回路である。
は８ビットのうちの上位５ビットが全て０か全て１かの
いずれかの場合にＬとするデコーダ回路である。
【００２０】
【発明の効果】本発明により、ＡＣサーボモータを駆動
制御する上で発生する以下の異常を検出することが可能
になる。第１にはエンコーダ信号線の断線である。しば
しば生じる断線には信号線の完全な切断以外に導線が被
覆の中でちぎれ、接触不良を生じる場合がある。本発明
はそのような場合にもカウンタの誤カウントの蓄積が生
じることにより、異常が検出できる特徴がある。
制御する上で発生する以下の異常を検出することが可能
になる。第１にはエンコーダ信号線の断線である。しば
しば生じる断線には信号線の完全な切断以外に導線が被
覆の中でちぎれ、接触不良を生じる場合がある。本発明
はそのような場合にもカウンタの誤カウントの蓄積が生
じることにより、異常が検出できる特徴がある。
【００２１】第２に初ノイズやＣＰＵ誤動作、エンコー
ダ装置自身の故障、シリアル入力回路の誤動作等によ
り、カウンタの初期化を失敗した場合にも異常検出が可
能である。第３にエンコーダ信号線に乗るノイズの影響
によるカウンタの誤カウントに対しても異常検出が可能
である。
ダ装置自身の故障、シリアル入力回路の誤動作等によ
り、カウンタの初期化を失敗した場合にも異常検出が可
能である。第３にエンコーダ信号線に乗るノイズの影響
によるカウンタの誤カウントに対しても異常検出が可能
である。
【００２２】これらにより、本発明による検出手段を有
する制御装置は駆動系の正常運転に対する信頼性を確保
していく上で有効である。
する制御装置は駆動系の正常運転に対する信頼性を確保
していく上で有効である。
【図１】本発明に使用する回路実施例を示す。
【図２】ＡＣサーボモータとエンコーダの概念図であ
る。
る。
【図３】ＡＣサーボモータの一般的な制御回路である。
【図４】代表的なエンコーダの信号波形の概念図を示
す。
す。
【図５】電気角０度の近傍か否か判定基準の例を示す。
【図６】３相ＡＣサーボモータの基準とする１相に生じ
る磁界波形と、エンコーダのインクリメンタルパルス出
力波形の例と原点位置信号波形の例を示す。
る磁界波形と、エンコーダのインクリメンタルパルス出
力波形の例と原点位置信号波形の例を示す。
１ ＡＣサーボモータ ２ 位置検出器 ３ ＰＷＭインバータ ４ 電流制御回路 ５ カウンタ回路 ６ 制御部 ７ シリアル信号受信回路 ８ 電流センサ １０ メモリ回路 １１ Ｄ／Ａ変換回路 １８ 電気角近傍判定回路
Claims (1)
- 【請求項１】 位置検出器を有するＡＣサーボモータの
制御方法において、位置検出器の原点位置信号が磁極位
置を認識するためのカウントデータの原点付近でのみ出
力されれば、制御機能が正常に動作していると判定し、
原点付近以外のデータ出力時に原点位置信号が出力され
れば異常と判定することを特徴としたＡＣサーボモータ
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4082462A JPH05282046A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Ａｃサーボモータ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4082462A JPH05282046A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Ａｃサーボモータ制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05282046A true JPH05282046A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13775177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4082462A Pending JPH05282046A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | Ａｃサーボモータ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05282046A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6771033B2 (en) * | 2001-12-12 | 2004-08-03 | Renesas Technology Corp. | Drive control system for sensor-less motor |
| US9157770B2 (en) | 2011-07-29 | 2015-10-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Encoder |
| US11460826B2 (en) | 2019-07-05 | 2022-10-04 | Fanuc Corporation | Servo motor controller |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP4082462A patent/JPH05282046A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6771033B2 (en) * | 2001-12-12 | 2004-08-03 | Renesas Technology Corp. | Drive control system for sensor-less motor |
| US6900604B2 (en) * | 2001-12-12 | 2005-05-31 | Renesas Technology Corp. | Drive control system for sensor-less motor |
| US9157770B2 (en) | 2011-07-29 | 2015-10-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Encoder |
| US11460826B2 (en) | 2019-07-05 | 2022-10-04 | Fanuc Corporation | Servo motor controller |
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